伊森·亨特（汤姆·克鲁斯饰）和队友们接到了追回三个大杀伤性核武器的任务。眼见任务马上就能完成，但为了挽救其中一位队友卢瑟（文·瑞姆斯饰）的生命，三个核武器被人趁机带走。中情局负责人斯隆女士（安吉拉·贝塞特饰）调来她手下的得意猛将沃克（亨利·卡维尔饰），让他盯着伊森·亨特完成追回核武器的任务。期间，女特工伊尔莎（丽贝卡·弗格森饰）突然出现，伊森·亨特发现，他要面对的并不只是恐怖分子，还有潜藏在政府部门的内鬼。

1990年代中期，暗号「黑金星」的南韩「国家安全企划部」情报员，假扮成南韩商人跟北韩进行商业交易，藉此渗透北韩军事单位，打探核开发情报，他得在最危险的地方，赢得敌方的信任，没想到一心只想完成任务的他，却在不自觉中陷入南北韩权力高层间的恐怖阴谋。